二次降壓變電所電氣工程初步設(shè)計

1、摘要本設(shè)計題目是吉林60kV變電所電氣工程設(shè)計，此變電所為該地區(qū)公用變電所，電壓等級為60/10kV。設(shè)計要求變電所的功率因數(shù)在0.9以上，所用用戶10kv線路電壓損耗不超過9%。本設(shè)計除了摘要、計算書之外，還詳細的說明了各種設(shè)備選擇的基本要求和原則依據(jù)，變壓器的選擇包括主變壓器的臺數(shù)、容量、型號等主要技術(shù)數(shù)據(jù)的確定；電氣主接線主要介紹了電氣主接線的重要性、設(shè)計依據(jù)、基本要求、各種接線形式的優(yōu)缺點以及主接線的選擇比較，并確定了適合本所要求的主接線方式；短路電流計算是最重要的環(huán)節(jié)之一，在設(shè)計說明書中詳細介紹了短路電流計算的目的、一般規(guī)定、元件參數(shù)的計算、網(wǎng)絡(luò)變換以及各種短路點的計算等知識；高壓電

2、氣設(shè)備包括匯流母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等的選擇原則和要求，并對這些設(shè)備進行熱穩(wěn)定、動穩(wěn)定校驗和產(chǎn)品相關(guān)介紹；而根據(jù)本所設(shè)計介紹的高壓配電裝置的設(shè)計原則、要求和10kV側(cè)高壓配電裝置，決定了此次設(shè)計對本所采用普通中型布置；變電所的防雷保護則主要針對避雷針和避雷器的設(shè)計。止匕外，在論文適當?shù)奈恢眠€附加了圖紙（主接線、平面圖、斷面圖等）及表格以方便閱讀、理解和應(yīng)用。關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計，短路計算，防雷保護AbstractThisdesigntopicistheJilintwotransformersubstationelectricalengineeringdesign,th

3、istransformersubstationforthislocalpublictransformersubstation,thevoltagerankis60/10kv,thedesignrequeststhetransformersubstationthepowerfactorabove0.9,usestheuser10kvlineentrancethevoltageexcursiontoloseforthepositiveandnegative5%voltagesurpasses10%.Wholethesisbesidessummarygraduatetodesignthebookou

4、tside,returnedtheexpatiationeverykindofmostbasicrequestthatequipmentschoosewithprincipleaccordingto.Thechoiceofthetransformerincludes:Maintransformerusethemaintechniqueinnumber,capacity,modelnumberetc.Designdutyincludingchoiceall10kvlinewire;Selectsthestaticelectricitycompensator;Choosesthehosttocha

5、ngetheTaiwannumber,thecapacity,theform;Choosesthetransformersubstationelectricitymainwiring;designaccordingto,thebasicrequest,everykindofmeritandshortcomingandlordsthatconnectthelineformconnectsthelinearchoosingmore,thelordthatcombinetoestablishtheinkeepingwithmyplanttherequestconnectstheline.Thesho

6、rt-circuitgalvanometerisregardedasthemostimportantlink,thisthesisintroducedthecalculatingpurposeinshort-circuitelectriccurrent,assumptionterm,generalprovision,thecalculation,networktransformationofaparameterdetailedly,andeachcalculationetc.knowledgethatshortcircuitorder;Thechoiceofthehighpressureele

7、ctricityequipmentsincludesthemotherline,highpressurebreakstheroadmachineandinsulatetheswitch,electriccurrenttofeelswitheachotherthemachine,electricvoltagefeelswitheachotherthechoiceprincipleofthemachine,highpressureswitchcabinetwithrequest,andproceedtotheseequipmentstheschoolcheckwiththerelatedintro

8、ductioninproduct.Butgotogetherwiththedesignprincipleoftheelectricitydevice,requesttogotogetherwiththeelectricitydevicewith60KVaccordingtothisthesisahighpressureforintroducing,decidethistimedesigntoadoptthecentthemutuallymedium-sizedarrangingtothemyplant.Afterelectricityprotectionwiththeprogrammingof

9、theautomaticdevice,includetotal,automaticdevice,generalprovisionwiththeprotectionofgenerator,transformer,motherlineetc.equipments,butpowerplantwithchangetogiveorgetanelectricshockadesignfordefendingthunderprotectionthenprimarilyaimingatlightningrodwithlightningarrester.Inaddition,returnintheappropri

10、atepositioninthesisadditionaldrawingpaper(thelordconnectstheline,plan,topographicalplan,crosssectiondrawinganddefendthethunderprotectionetc.)andtablesread,comprehendwiththeconveniencewithapplied.KeyWords：substationdesignshortcircuitcomputinglightingproof目錄摘要AbstractII第一篇說明書1.1 引言12 變電所設(shè)計原則2.3 10kV架空

11、導(dǎo)線截面選擇及校驗3.3.1 一般原則3.3.2 導(dǎo)線截面的選擇3.3.3 導(dǎo)線截面的校驗4.3.3.1 按導(dǎo)體載流量校驗43.3.2 按電壓損耗校驗.5.4 無功補償及主變壓器選擇6.4.1 功率因數(shù)及電容器的選擇6.4.1.1 提高功率因數(shù)的意義64.1.2 并聯(lián)電容器組的基本接線類型64.1.3 電容器臺數(shù)的確定64.2 主變壓器的確定7.4.2.1 一般要求7.4.2.2 所選變壓器型號.8.5 電氣主接線的選擇9.5.1 設(shè)計原則9.5.2 設(shè)計的基本要求9.5.3 電氣主接線方案的比較9.5.3.1 一次側(cè)接線方案的比較95.3.2 二次側(cè)接線方案的比較105.4 電氣主接線結(jié)論1

12、.16 短路電流的計算126.1 短路電流計算的目的126.2 短路的基本類型1.26.3 短路電流計算的基本假定126.4 一般規(guī)定126.5 計算步驟136.6 計算方法136.6.1 基本公式136.6.2 選取短路點137 電氣設(shè)備的選擇1.47.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則147.2 斷路器的選擇1.47.2.1 斷路器的作用147.2.2 對斷路器的要求147.2.3 斷路器選用的一般原則1.47.2.4 斷路器的選擇過程1.57.2.5 斷路器的分類和型號1.67.3 隔離開關(guān)選擇1.67.3.1 隔離開關(guān)作用167.3.2 對隔離開關(guān)的要求1.67.3.3 隔離開關(guān)選擇過程1.7

13、7.3.4 隔離開關(guān)分類和型號1.77.4 互感器選擇1.77.4.1 互感器的作用187.4.2 電壓互感器選擇1.87.4.3 電壓互感器使用注意事項197.4.4 電流互感器的選擇1.97.4.5 電壓互感器使用注意事項207.5 避雷器的選擇207.6 熔斷器的選擇207.7 高壓開關(guān)柜的選擇217.7.1 高壓開關(guān)柜的設(shè)計原則217.7.2 高壓開關(guān)柜的型號217.8 10kV匯流母線的選擇2.17.8.1 母線材料、類型和布置方式217.8.2 導(dǎo)線截面選擇227.8.3 電暈電壓校驗227.8.4 熱穩(wěn)定校驗227.8.5 動穩(wěn)定校驗228 配電裝置248.1 高壓配電裝置和設(shè)計

14、原則及要求248.2 設(shè)備的配置258.2.1 隔離開關(guān)的配置258.2.2 電壓互感器的配置258.2.3 電流互感器的配置258.2.4 接地刀閘的配置258.2.5 避雷器的配置268.3 配電裝置的選擇26防雷保護的規(guī)劃設(shè)計279.1 概述279.2 防雷保護的有關(guān)規(guī)定279.3 防雷保護設(shè)計所需資料289.4 感應(yīng)雷過電壓保護289.5 直擊雷過電壓保護裝置設(shè)計289.5.1 避雷針的保護半徑計算289.5.2 避雷針的保護半徑計算29第一篇1計算書3010kV架空導(dǎo)線截面選擇及校驗301.1 機械制造廠.301.1.1 導(dǎo)線選擇301.1.2 載流量校驗301.1.3 電壓損耗校驗

15、301.2 針織器材廠311.2.1 導(dǎo)線選擇3.11.2.2 載流量校驗311.2.3 電壓損耗校驗321.3 標準件廠321.3.1 導(dǎo)線選擇321.3.2 載流量校驗331.3.3 電壓損耗校驗331.4 針織廠331.4.1 導(dǎo)線選擇331.4.2 電壓損耗校驗341.5 鑄造廠351.5.1 導(dǎo)線選擇351.5.2 電壓損耗校驗351.6 電能表廠361.6.1 導(dǎo)線選擇361.6.2 電壓損耗校驗371.7 汽水廠371.7.1 導(dǎo)線選擇371.7.2 電壓損耗校驗381.8 化工廠381.8.1 導(dǎo)線選擇381.8.2 載流量校驗391.8.3 電壓損耗校驗392 無功補償及主變

16、壓器的選擇412.1 線路損耗計算4.12.2 用戶總負荷計算422.3 變壓器低壓母線上的計算負荷4.22.4 補償前總平均功率因數(shù)422.5 應(yīng)補償無功功率422.6 變壓器容量計算432.7 變壓器功率損耗432.8 校驗高壓側(cè)功率因數(shù)433 變電站電氣主接線454 短路電流計算464.1 網(wǎng)絡(luò)等值圖.464.2 各點短路計算4.65 電氣設(shè)備的選擇.495.1 斷路器的選擇495.1.1 60kV側(cè)斷路器的選擇495.1.2 10kV側(cè)斷路器的選擇495.2 隔離開關(guān)的選擇505.2.1 60kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇505.2.2 10kV出口側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗515.2.3 10kv

17、出線側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗525.3 電流互感器的選擇525.3.1 60kV側(cè)電流互感器的選擇525.3.2 10kV側(cè)電流互感器的選擇535.3.3 變電所10kV出線電流互感器的選擇545.4 電壓互感器的選擇555.4.1 60kV側(cè)電壓互感器的選擇555.4.2 10kV側(cè)電壓互感器的選擇555.5 10kV高壓熔斷器的選擇565.6 避雷器的選擇565.7 開關(guān)柜的選擇565.8 匯流母線的選擇585.8.1 截面積的選擇585.8.2 熱穩(wěn)定校驗595.8.3 動穩(wěn)定校驗596 防雷保護計算606.1 避雷針高度選擇606.2 避雷針間保護范圍校驗606.2.1 初步計算606.

18、3 避雷車+在9米高度水平面上的保護半徑61小結(jié)62.致謝63參考文獻.64附錄65.第一篇說明書1引言電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要部門之一，它既為現(xiàn)代工業(yè)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代國防提供必不可少的動力，又和廣大人民群眾的日常生活有著密切的關(guān)系，它能夠創(chuàng)造巨大的物質(zhì)財富和現(xiàn)代文明。電力是工業(yè)的先行，每個現(xiàn)代國家的發(fā)展都與電能的利用水平密切相關(guān)，電力工業(yè)的發(fā)展必須優(yōu)先于其他的工業(yè)部門，整個國民經(jīng)濟才能不斷前進。從世界各國經(jīng)濟發(fā)展的進程來看，國民經(jīng)濟每增長1%就要求電力工業(yè)增長1.3%-1.5%左右。待設(shè)計變電所是60/10KV綜合變電所，主要是向周邊工廠供電，其10KV側(cè)供電負荷出線共有12回

19、，為了保證供電的可靠性和一次性滿足遠期負荷的要求，本設(shè)計將按照遠期負荷規(guī)劃進行設(shè)計建設(shè)，從而保證該變電所能夠長期可靠供電。本次設(shè)計主要是變電所一次電氣部分的設(shè)計，并做出闡述和說明。論文包括選擇變電所的主變壓器的容量、臺數(shù)和形式，對待設(shè)計變電所的各種高壓電氣設(shè)備的選擇進行了詳盡的說明，并且通過計算詳細校驗了各種設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定等要求。根據(jù)變壓器的選擇和變電所出線負荷情況，確定了本變電所電氣主接線方案和高壓配電裝置及其布置方式，通過對主接線形式的確定及所選設(shè)備的型號繪制變電所的平面圖、斷面圖，同時根據(jù)所繪制的變電所平面圖計算變電所屋外高壓配電裝置的防雷保護，并繪制屋外高壓配電裝置的防雷保護圖。

20、本設(shè)計的所有圖紙是應(yīng)用計算機繪圖軟件CAXA繪制而成，按照要求進行畢業(yè)設(shè)計成品的打印與裝訂。論文包括畢業(yè)設(shè)計說明書和畢業(yè)設(shè)計計算書兩部分，并附有五張設(shè)計圖紙（電氣主接線圖、平面布置圖、變電所斷面圖、防雷保護圖），可為以后的設(shè)計做相應(yīng)參考，同時能夠比較直觀的反映本設(shè)計變電所的整體全貌。2變電所設(shè)計原則變電所的設(shè)計必須貫徹執(zhí)行黨的有關(guān)方針、政策。設(shè)計中應(yīng)不斷終結(jié)實踐經(jīng)驗，在保證安全運行、經(jīng)濟合理的條件下，力求接線簡化，布置緊湊和逐步提高自動化水平，并積極慎重地采用新技術(shù)。變電所應(yīng)根據(jù)510年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行設(shè)計，樞紐變電所連接的電源數(shù)和回路數(shù)，還應(yīng)該根據(jù)電力系統(tǒng)運行完全和經(jīng)濟等條件確定。所址選

21、擇：1）所址的選擇應(yīng)符合下列要求：接近負荷中心；不占或少占農(nóng)田；便于各級電壓線路的引入和引出，架空線路走廊應(yīng)與所址同時確定；交通運輸方便；盡量不設(shè)在空氣污穢地區(qū)，否則采用防污措施或設(shè)在污穢源上風道；所址不應(yīng)為積水淹沒，并有足夠排洪設(shè)施；生活和生產(chǎn)用水的可靠水源；確實所址時應(yīng)考慮對鄰近設(shè)施的影響。2）為了減少所占面積或地區(qū)面積受到限制時，配電裝置中盡量采用少占地的電網(wǎng)或布置采用高型或半高型方式等。3）管線的布置：各地下管線方間和地下管線與建筑物，構(gòu)筑物，道路之間最小凈距，應(yīng)根據(jù)敷設(shè)和檢修的要求。建設(shè)物的基礎(chǔ)的構(gòu)造，管線的埋設(shè)深度，檢修的位置及當?shù)仄渌麠l件確定其最小距可參照，變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程的“

22、附錄-”所列數(shù)值。4）所區(qū)內(nèi)、外通道：變電所應(yīng)有道路與外部公路連接，其路面寬度一般不小于3.5米，變電所內(nèi)應(yīng)設(shè)置環(huán)行道路或回車道、環(huán)行道，路面寬度一般為3米，由變電所大廳至主變電器的道路可適當加寬。變電所內(nèi)應(yīng)設(shè)巡視小道，并可利用電纜溝蓋板作為部分巡視小道。310kV架空導(dǎo)線截面選擇及校驗架空線是軟導(dǎo)體，架空線的選擇主要是截面選擇，而架空線路的型號則視具體情況而定。而在導(dǎo)體截面選擇時應(yīng)針對不同的電力網(wǎng)特點，靈活運用技術(shù)經(jīng)濟條件，只有這樣選出的導(dǎo)線才是合理的。架空線路一般用裸導(dǎo)線，具結(jié)構(gòu)型式主要有單股線、多股絞線、鋼芯鋁絞線、擴徑導(dǎo)線、空心導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線幾種。常用架空線的型號、規(guī)格，由材料、結(jié)構(gòu)的

23、漢語拼音的第一個字母在寫表示，額定載流截面積（m俞和鋼線部分額定截面積（mrij）等幾部分組成，字母含義為：T-銅L-鋁G-鋼J多股絞線LH鋁合金F防腐型等。本設(shè)計線路采用LGJ型架空線，即機械強度為普通型的鋼芯鋁絞線。3.1 一般原則1）配電裝置中軟導(dǎo)線的選擇，應(yīng)根據(jù)（環(huán)境溫度、日照、風速、污穢、海拔高度）和回路負荷電流、電暈、無線電干擾等條件，確定導(dǎo)線的截面和導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式。2）在含鹽量較大的沿海地區(qū)或周圍氣體對鉛有明顯腐蝕的場所，應(yīng)盡量選用防腐型鋁銀線。3）當負荷電流較大時，應(yīng)根據(jù)負荷電流選擇較大截面的導(dǎo)線。在電壓較高時，為保持導(dǎo)線表面的電場強度，導(dǎo)線最小截面必須滿足電量的要求，可增加導(dǎo)

24、線外徑或增加每相導(dǎo)線的根數(shù)。4）對于110kV及以下的配電裝置，電暈對線截面一般不起決定作用，故可根據(jù)流選擇導(dǎo)線截面。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式可采用單根鋼芯鋁銀線或由鋼芯絞線組成的復(fù)導(dǎo)線。5）應(yīng)滿足正常運行，檢修短路和過電壓情況的要求，并考慮遠景發(fā)展的需要。6）除配電裝置的匯流母線外，較長導(dǎo)線的截面應(yīng)按經(jīng)濟電流密度法選擇。7）當無合適規(guī)格導(dǎo)線時，為節(jié)約投資，允許選擇小于經(jīng)濟電流密度計算截面的導(dǎo)體，但要同時滿足最大長期工作電流要求。3.2 導(dǎo)線截面的選擇根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊架空電力線路的導(dǎo)線截面積選擇10KV及以下架空配電線路，以及負荷不大，供電距離較遠，最大負荷利用小時較傳輸容量大的回路，均按經(jīng)濟電

25、流密度法選擇導(dǎo)線截面。按經(jīng)濟電流密度選擇架空線截面可使年綜合費用最低。年綜合費用最低，年綜合費用包括電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的年電能損耗費。導(dǎo)體投資和折舊費、利息等。從降低電能損耗角度看導(dǎo)線截面越大越好，從降低投資，折舊費和利息費的角度看，則希望截面越小越好。綜合這些因素，使年綜合費用最小時所對應(yīng)的導(dǎo)線截面稱導(dǎo)線的經(jīng)濟截面，對應(yīng)的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度母線的經(jīng)濟截面可由下式?jīng)Q定：(3.1)SIw.max一J式中：S母線的經(jīng)濟截面（mm2）；J經(jīng)濟電流密度（A/mm）;Iw.max一正常工作時的最大長期工作電流（A）,如下1w.max,3Uncos：(3.2)式中：P本線路的有功功率（kw）;Un本線

26、路的額定電壓（kv）;cos中一本線路的功率因數(shù)；注：當雙回路時，最大長期工作電流計算式，如下P(3.3)1、Xi計算實際線I2w.max'一3UNcos:選出標準截面應(yīng)接近于計算截面，然后用所選導(dǎo)線標準截面的實際路的實際電壓損耗，再與允許電壓損耗相比較，判斷選擇是否符合要求,3.3 導(dǎo)線截面的校驗導(dǎo)線截面校驗方法一般包括導(dǎo)體載流量的校驗、電壓損耗校驗、熱穩(wěn)定校驗、電暈電壓校驗、機械強度校驗等。只有在110KV及以上電壓等級才需要校驗電暈電壓，本次設(shè)計的是10KV線路電壓等級不用進行電暈電壓校驗；通常將架空線分成三個等級，本次設(shè)計10KV線路屬于n類線路導(dǎo)線材料為鋼芯鋁絞線，亦不用進行

27、機械強度校驗。3.3.1 按導(dǎo)體載流量校驗按導(dǎo)體載流量校驗時，允許溫度為鋼芯鋁絞線取+80C驗算時的周圍空氣溫度，采用當?shù)厝「吣昶骄鶜鉁?。架空電力線路的導(dǎo)線截面應(yīng)使導(dǎo)線的最大負荷電流Iw.max小于其持續(xù)工作電流Iai,即Iw.max«KIal長期允許電流1al修正式如下：(3.(4)K-修正系數(shù)；%-導(dǎo)體或電氣設(shè)備正常發(fā)熱允許最高溫度設(shè)計中3=801；8-導(dǎo)體溫度；4-周圍空氣的溫度；注：當雙回路時出線重要負荷率不超過65%即當雙回線路中有一條線路故障，僅有一條回路工作時，要求0.65父Iw.max«KIal,校驗合格3.3.2按電壓損耗校驗電壓損耗:=0.65PRQX1

28、00%NUn(3.5)R-各段線路電阻QX-各段線路電抗QP-各段線路通過的有功功率MwQ-各段線路通過的無功功R率MvarUN-線路的額定電壓kvQ=Pxtg（cos中）（3.6）(3.7)R=r1LX=x1LX1=0.1445幻0.0157(3.8)(3.9)=r201yt-20)1D=DD2D=1.26D（3.10）L線路長度km1每千米線路電阻%mXi每千米線路電抗%mr導(dǎo)線半徑（mmD幾何均距（mrmD水平布置相間距離（mrm注:設(shè)計技術(shù)要求電壓損耗不超過9%本設(shè)計變電所向負荷用戶單雙回路送電。當雙回線路中有一條線路故障，即僅有一條回路工作時，為最惡劣情況，所以在線路損耗上全部采用以

29、下公式進行計算，=0.65里著UN100%若電壓損失的情況符合條件,那么該雙回路一定符合設(shè)計要求。4無功補償及主變壓器選擇4.1 功率因數(shù)及電容器的選擇4.1.1 提高功率因數(shù)的意義在工業(yè)企業(yè)的電力用戶，絕大部分用電設(shè)備都具有電感性，需要從電力系統(tǒng)吸取無功功率，架空線路的功率因數(shù)均小于1,特別是在空載情況下，功率因數(shù)會更低。用電設(shè)備功率因數(shù)降低之后，由于有功功率需要量保持不變，于是無功功率需要量增加，這將給電力系統(tǒng)帶來許多不良的后果。1）增加電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗；2）使電力系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備容量不能得到充分利用；3）功率因數(shù)過低，還將使線路的電壓損失增大，結(jié)果負荷端的電壓就

30、要下降，甚至會低于允許偏移值，從而嚴重影響異步電動機及其他用電設(shè)備的正常運行，所以必須在低壓側(cè)裝設(shè)并聯(lián)補償電容器用以補償無功，提高功率因數(shù)。4.1.2 并聯(lián)電容器組的基本接線類型并聯(lián)電容器組的基本接線分為星形和三角形兩種，在35-60kV電力系統(tǒng)中采用星形接線方式，或當單臺并聯(lián)電容器的額定電壓不能滿足電網(wǎng)正常工作電壓要求時，需由兩臺或多臺并聯(lián)電容器用接后達到電網(wǎng)正常工作電壓的要求。為達到要求的補償容量，又需用若干臺并聯(lián)才能組成并聯(lián)電容器組。4.1.3 電容器臺數(shù)的確定1）變電所低壓母線上的無功、有功計算負荷P12Q2/、S=2（RJX1）線路損耗Un（4.1）有功負荷Pca=Kp（P：+吃）（

31、4.2）無功負荷Qca=Kq（Q£+AQ£）（4.3）Kp'Kq-最大負荷時有功及無功負荷的同時系數(shù)PrQ-各用電負荷的有功、無功計算負荷的總和，kW、kvarP工&Q-各條線路有功損耗、無功損耗的總和，kW、kvar2a、Qa-變電所低壓母線上的有功、無功計算負荷，kW、kvar2）補償前的平均功率因數(shù)cos'-1av，:Peaca(Pca)2(：Qca)2(4.4)3、P-有功及無功的負荷系數(shù)3）確定補償容量及電容器臺數(shù)(4.5)無功補償容量Qc=：Pcatan-tantan%、tan%-補償前，后均權(quán)功率因數(shù)角的正切值選擇電容器臺數(shù)（取整）：(

32、4.6)n二QcQnn-電容器的臺數(shù)，取整數(shù)Q-補償容量，kvarQ-單臺電容器的額定容量，補償后的功率因數(shù)要滿足技術(shù)要求，即kvarcos200.9o此外，在選完主變后,要再計算卜變壓器高壓側(cè)的功率因數(shù)，應(yīng)同樣滿足要求。變壓器有功損耗PT=n：P0n.PknSNJ(4.(7)變壓器無功損耗Qt=n%SNnUK%SN100100nSN(4.(8)cos'"(Pca'PT)變壓器高壓側(cè)功率因數(shù)(4.9)J-(PcaR)2(：(QcaQT)-nQN)2因為是三相，電氣主接線采用單母線分段，所以選擇電容器臺數(shù)為6臺的整數(shù)倍，本變電所選取12臺型號為BW11/J3-200-1

33、W靜電電容器。4.2 主變壓器的確定4.2.1 一般要求1）變電所中一般裝設(shè)兩臺主變壓器。如只有一個電源或變電所，可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得備用電源，可裝設(shè)一臺主變壓器。本次設(shè)計的安順變電所是60/10KV降壓變電所，由電力系統(tǒng)S1和系統(tǒng)S2向本所供電，所以該所裝設(shè)兩臺主變壓器。2）變電所中，主變壓器一般采用三相式變壓器，其容量應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)10-15年的發(fā)展規(guī)劃進行選擇。裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當一臺斷開時，其余主變壓器的容量至少能保證所供的全部一級負荷或為變電所全部負荷的60-75%,本次設(shè)計變電所主要是為工廠供電，重要負荷占總負荷的75%Sca=Jp2a+（Qca-nQN）（4.

34、10）Sca=0.75Sca（4.11）3）變電所中的主變壓器在系統(tǒng)調(diào)壓有要求時，一般采用有載調(diào)壓變壓器，對于新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟運行的觀點考慮，應(yīng)注意選用無載調(diào)壓變壓器。4）變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行，電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有“Y”型和“”型，高、中、低三側(cè)繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。5）變壓器的型號相數(shù)：D單相S三相箱殼外冷卻介質(zhì)：無油浸自冷F風冷S水冷繞組外絕緣介質(zhì)：無油G空氣（干式）C干式澆鑄絕緣CR干式（包封式）N難燃液體循環(huán)方式：無-自然循環(huán)P-強迫油循環(huán)繞組數(shù)：無-比繞組S-三繞組F-分裂繞組繞組導(dǎo)線材質(zhì)：無-銅L-鋁調(diào)壓方式：無

35、一無激磁調(diào)壓Z-有載調(diào)壓防護代號：TH濕熱TA干熱根據(jù)計算，確定變壓器型號為高壓：63±8X1.25%,空載損耗：Po=20.24（KW,負載損耗：Pk=75.53（KW,聯(lián)合組標號：d11。4.2.2 所選變壓器型號SF9-16000/63有載調(diào)壓電力變壓器。主要參數(shù)如下:低壓：10.5KV空載電流：I0%=1.0%阻抗電壓：U%=9%本設(shè)計所選變壓器型號為SF9-16000/63,含義：三相，風冷，油浸，比繞組，額定容量16000KVA額定電壓63KV有載調(diào)壓電力變壓器。本次設(shè)計變電站采用2臺主變并列運行的方式。額定電壓,63kV額定容量，16000kVA設(shè)計序號箱殼外冷卻為風冷

36、卻方式三相變壓器5電氣主接線的選擇5.1 設(shè)計原則1）變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求。2）當能滿足運行要求時，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的接線，如橋形接線等。3）60KV和10KV配電裝置中，一般采用單母線分段或單母線接線。4）當?shù)貐^(qū)電力網(wǎng)或用戶不允許停電檢修線路斷路器時，采用單母線或分段單母線的10千伏配電裝置中，可設(shè)置旁路母線。5.2 設(shè)計的基本要求1）可靠性：應(yīng)重視國內(nèi)外長期運行的實踐經(jīng)驗及其可靠性的定性分析；主接線的可靠性包括一次部分和相應(yīng)組成的二次部分在運行中可靠性的綜合；

37、主接線的可靠性在很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度，采用可靠性高的電氣設(shè)備可以簡化接線；要考慮所設(shè)計的變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。2）靈活性：主接線的靈活性有以下幾方面的要求：調(diào)度要求，可以靈活的投入和切除變壓器、線路、調(diào)配電源和負荷，能夠滿足系統(tǒng)在事故運行方式下，檢修方式下以及特殊運行方式下的調(diào)度要求；檢修要求，可以方便地停運斷路器，母線及其繼電保護設(shè)備進行安全檢修且不致于影響對用戶的供電。3）經(jīng)濟性:投資省,主接線應(yīng)力求簡單，節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等一次設(shè)備,要能使斷電保護和二次回路不過于復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜，要能限制短路電流，以便于選擇價廉的電氣設(shè)備或輕型電器，如

38、能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求，110KV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器；占地面積小，主接線設(shè)計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少；電能損失小，經(jīng)濟合理的選擇主變壓器的種類、容量和數(shù)量，要避免因兩次變壓而增加電能損失。5.3 電氣主接線方案的比較5.3.1 一次側(cè)接線方案的比較一次側(cè)（60KV側(cè)）采用內(nèi)橋的接線形式、外橋的接線形式，見圖5.1。外橋接線形式的特點：橋形接線有工作可靠，靈活，使用的電器少，裝置簡單清晰和建設(shè)費用底等優(yōu)點，并且它特別容易為單母分段或雙母分段接線。它適用于線路較短或變壓器經(jīng)常切換的場合。止匕外，當兩條線路間有穿越功率時，也應(yīng)采用外橋接線，因為這時的穿越功

39、率僅穿過橋斷路器，其中任一臺斷路器檢修或故障時，都將影響穿越功率的傳送。T2CQ外橋圖5.1一次側(cè)接線方式圖（內(nèi)橋、外橋）內(nèi)橋接線形式的特點：線路的投入和切除比較方便，變壓器的投入和切除比較復(fù)雜，適用于較長的線路和變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。且具有工作可靠、靈活、使用的電器少，裝置簡單清晰和建設(shè)費用底等優(yōu)點，并且它特別容易為單母分段或雙母分段接線。5.3 ."次側(cè)接線方案的比較二次側(cè)（10KV側(cè)）采用單母分段接線形式、單母接線形式，見圖5.2o單母分段接線形式的特點：單母分段接線可以提高供電的可靠性和靈活性。對重要用戶可以從不同段引出兩回輸電線路，由兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，

40、分段斷路器自動將故障隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶斷電，停電兩段母線同時故障的機率甚小，可以不予考慮，可靠性要求不高時，亦可用隔離開關(guān)分段，任一母線故障時造成兩段同時停電，在判別故障后，拉開分段隔離開關(guān)完好段即可恢復(fù)供電。高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需要三臺斷路器。線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器,并有一臺變壓器暫時停運。1111J111it%圖5.2二次側(cè)接線方式圖（單母分段、單母線）單母接線形式：的特點：接線簡單清晰、操作方便、設(shè)備少、投資少、隔離開關(guān)僅用于檢修，不作為操作電器，不容易發(fā)生誤操作。母線或隔離開關(guān)檢修或故障時，將造成全部回路停電，出線斷路器進行檢修時，

41、該回路將停電。該接線方式可靠性和靈活性較差，主要用于小容量的發(fā)電廠和邊點所中。5.4 電氣主接線結(jié)論根據(jù)上述分析比較，本變電所兩臺變壓器，變壓器無須經(jīng)常切換，為方便線路的投切，故高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線；單母線分段比單母線運行可靠性和靈活性有較大的提高，為了運行的可靠性和靈活性低壓側(cè)采用單母線分段的接線方式。通過以上的比較，60KV側(cè)采用內(nèi)橋接線方式，10KV側(cè)采用單母線分段接線方式。6短路電流的計算6.1 短路電流計算的目的1）電氣主接線的選擇2）選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備，保證設(shè)備在正常運行情況下，都能正常工作，保證安全可靠，而且在發(fā)生短路時保證不損壞。3）選擇繼電保護裝置。6.2 短路的基本類型三相系

42、統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路，其中三相短路是對稱短路。為了檢驗和選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，以及為了繼電保護的整定計算，常用下述短路電流值。Ish：短路電流的沖擊值，即短路電流最大瞬時值。I：超瞬變或次暫態(tài)短路電流的有效值，即第一周期短路電流周期分量有效值。U：穩(wěn)態(tài)短路電流有效值。6.3 短路電流計算的基本假定1）正常運行時，三相系統(tǒng)對稱運行。2）所有電源的電動勢相位角相同。3）電力系統(tǒng)各元件磁路不飽和，即帶鐵蕊的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。4）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。5）不考慮短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。6）元件的計算參數(shù)取其額定值，

43、不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。7）輸電線路和電容略去不計。6.4一般規(guī)定1）驗算導(dǎo)體和電器動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按本設(shè)計規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，確定適中電流時，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的接線方式。而不按僅在切換過程中可能并列運行的接線方式。2）選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。3）選擇導(dǎo)體的電器時，對不帶電抗器的回路的計算短路點，應(yīng)選擇在正常接線方式時短路電流為最大的地點4）導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定，熱穩(wěn)定，以及電器開斷電流，一般按三相短路計算，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性

44、點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應(yīng)按嚴重情況計算。6.5計算步驟1）畫等值電抗圖首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷開關(guān)，線路電容，各元件電阻選取基準容量和基準電壓。計算各元件的電抗標么值。2）選擇計算短路點。3）求各短路點在系統(tǒng)最大運行方式下的各點短路電流。4）各點三相短路時的最大沖擊電流和短路容量。5）列出短路電流計算數(shù)據(jù)表。6.6計算方法6.6.1 基本公式標么值法：取基準容量Sb=100MVA基準電壓UB=Uv計算用公式:線路電抗:(6.1)XL*=XL-SB2Uav變壓器電抗：短路電流周期分量有效值:短路電流沖擊值：標么值轉(zhuǎn)為有名值：Uk%Sb100Se

45、,1IK*=X*ish=2.55IkIK=ISBK3Ub(6.(2)(6.(3)(6.(4)(6.(5)6.6.2 選取短路點變電所主接線方案確定后，變電所電氣運行方式靈活多樣，在選擇設(shè)備時應(yīng)按出現(xiàn)最大短路電流時的運行方式進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。根據(jù)電工原理在線路并聯(lián)時阻抗最小，出現(xiàn)最大電流，所以在計算短路電流時，變電所運行方式是橋聯(lián)斷路器和母聯(lián)斷路器均閉合。短路點設(shè)在橋聯(lián)和母線處，分別進行短路計算。本設(shè)計分析了六種短路情況，只計算了三種最大的短路電路電流情況。7電氣設(shè)備的選擇電氣主接線的配電裝置是由各種電氣設(shè)備連接而成。正確地選擇電氣設(shè)備是保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行的重要條件，在選擇電氣設(shè)備時，

46、應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證安全、可靠地前提下，盡量采用新技術(shù)并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。7.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則1）應(yīng)滿足正常運行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠景發(fā)展；2）應(yīng)按當?shù)丨h(huán)境條件校核；3）應(yīng)力求技術(shù)先進和經(jīng)濟合理；4）與整個工程的建設(shè)標準應(yīng)協(xié)調(diào)一致5）同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種；6）電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗其熱、動穩(wěn)定。7.2 斷路器的選擇在各種電壓等級變電所的設(shè)計中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備，高壓斷路器的工作最為繁重，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，在電力系統(tǒng)運行中，對斷路器的要求是比較高的，不但要在正常條件上有足夠

47、的接通和開斷電力負荷電流的能力。而且要求其在短路條件下，對短路電流有足夠的遮斷能力。7.2.1 斷路器的作用高壓斷路器主要作用：正常運行時，用來接通和開斷電路中的負荷電流；在故障時，用來斷開電路中的短路電流，切除故障電路，按照重合閘要求還能關(guān)合短路電流。7.2.2 對斷路器的要求7.2.3 在額定條件下，應(yīng)能長期可靠地工作；7.2.4 足夠的斷路能力；7.2.5 夠的關(guān)合能力；7.2.6 可能短的開斷時間；7.2.7 單，價格低廉。7.2.8 斷路器選用的一般原則335KV的配電系統(tǒng)上，目前主要用三種斷路器：少油斷器，磁吹斷路器，真空斷路器。多油斷路器逐漸被淘汰，使用多的是真空斷路器，具結(jié)構(gòu)緊

48、湊，尺寸小，維修量小，動作噪音小，應(yīng)用范圍在不斷擴大。60KV電壓等級中，目前我國主要采用六氟化硫斷路器。110、220、330、500KV電壓等級中主要是真空斷路器和SR斷路器。SR斷路器和全封閉組合電器正處于發(fā)展階段，其使用范圍正在逐步擴大，究竟選用哪一種斷路器，通常是根據(jù)類型特點，使用條件，使用經(jīng)驗和習慣諸方面來加以權(quán)衡。按使用條件和使用范圍選擇：1）用于一次變電所的斷路器。一次變電所屬于超高壓或特高壓系統(tǒng)。所以，其額定電壓高。在傳輸容量一定時，其額定電流小，通常為10004000A因此，其所采用的斷路器與發(fā)電廠相比是高電壓，小電流的斷路器。要求斷路器動作可靠，能快速的，自動重合閘，并且

49、能開斷近距，失步反相，異相接地故障，以及能夠切斷空載變壓器，空載長線，發(fā)展性故障。2）配電斷路器。這種斷路器主要應(yīng)用于配電網(wǎng)。其種類多，使用量大，使用在配電網(wǎng)中的斷路器的形式有多油、少油、壓縮空氣、磁吹、真空、自產(chǎn)氣等各種斷路器。7.2.9 斷路器的選擇過程1）型式和種類的選擇：選擇高壓戶外真空型2）按額定電壓選擇：Un>Uns（7.1）式中：Un高壓斷路器的額定電壓（KV）UN.ne電網(wǎng)額定電壓（KM3）按額定電流：In>Iw.max（7.2）式中：IN高壓斷路器的額定電流（A）Iw.max該回路的最大持續(xù)電流（A4）按開斷電流選擇：INbr>Ikp（7.3）式中：INbr

50、高壓斷路器的額定開斷電流（KA）Ikp短路電流同期分量有效值（KA»5）按關(guān)合電流選擇：icl>ish（7.4）式中：icl一斷路器的短路關(guān)合電流（KA»ish一短路電流最大沖擊值（36）按動穩(wěn)定校驗：i-ih/essh（7.5）式中：iF.st高壓斷路器的動穩(wěn)定電流幅值（KA）7）按熱穩(wěn)定校驗:2£(7.6)it1>i2tAeq式中：i2t高壓斷路器允許的發(fā)熱量（KA）2.Si.2.teq一短路電流的發(fā)熱量（KA）2.Seq7.2.5斷路器的分類和型號1）斷路器分類按照安裝地點可分為戶內(nèi)式、戶外式。按照使用的滅弧介質(zhì)可分為真空斷路器、SF6斷路器，油

51、斷路器，壓縮真空斷路器等。按操動機構(gòu)可分為手動式、電磁式、液壓式、彈簧式和液壓彈簧式等類型。2）斷路器的型號圖表序號：產(chǎn)器名稱S少油4多油K空氣L-SF6Z真空C磁吹；安裝場所N戶內(nèi)式W-戶外式；設(shè)計序號用數(shù)字表示；額定電壓（KM;補充工作特性G改進型F分相操作，I、R、田為斷流能力代號；額定電流（A）;額定開斷電流（KA）。注：本設(shè)計所選型號為高壓側(cè)：LW9-630型，高壓六氟化硫斷路器、額定電壓63KY低壓側(cè)：ZN5-10型，真空斷路器、額定電壓10KV額定電流1000A。7.3 隔離開關(guān)選擇隔離開關(guān)是一種最簡單的高壓工關(guān)，類似低壓閘刀開關(guān)，在實際中也有稱為閘刀的。由于隔離開關(guān)沒有專門的來

52、弧裝置，不能用來開斷負荷電流和短路電流。7.3.1 隔離開關(guān)作用1）隔離電壓；2）切換電路；3）切合小電流。7.3.2 對隔離開關(guān)的要求7.3.3 斷開點，根據(jù)斷開點可判明被檢修的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體確已與電網(wǎng)隔離;7.3.4 有足夠可靠的絕緣強度，斷開后動、靜觸頭間應(yīng)有足夠的電氣距離，保證在最大工作電壓和過電壓條件下斷口不被擊穿；相間和相對地也應(yīng)有足夠的絕緣水平；7.3.5 夠的動、熱穩(wěn)定性，能承受短路電流所產(chǎn)生的發(fā)熱和電動力；7.3.6 單，分合閘動作靈活可靠；7.3.7 關(guān)與斷路器配合使用時，應(yīng)具有機械的或電氣的連鎖裝置，以保證斷路器和隔離開關(guān)之間正常操作順序;6）隔離開關(guān)帶有接地刀閘時，

53、主刀閘與接地閘刀之間也應(yīng)設(shè)有機械的或電氣的連鎖裝置，以保證二者之間的動作順序。7.3.8 隔離開關(guān)選擇過程1）按額定條件選擇電壓條件Un>UN,ne（7.7）電流條件In>Iw.max（7.8）2）按短路條件校驗熱穩(wěn)定it2t>itke（7.9）動穩(wěn)定iesish（7.10）7.3.9 隔離開關(guān)分類和型號1）隔離開關(guān)的分類按絕緣支柱的數(shù)目可分為：單術(shù)式、雙柱式、和三柱式三種；按閘刀的運行方式可分為：水平旋轉(zhuǎn)式、垂直旋轉(zhuǎn)式、擺動式和插入式四種；按裝設(shè)地點分：戶內(nèi)式、戶外式；按是否帶接發(fā)刀閘可分為：有接地刀閘和無接地刀閘兩種；按極數(shù)多少可分為：單極式和三極式兩種；按配用的操動機構(gòu)

54、可分為：手動、電動和氣動等；按用途可分為：一般用、快速分閘用和變壓器中性點用。2）隔離開關(guān)型號序號：廠品名稱GJ-隔離開關(guān)J接地開關(guān)安裝場所設(shè)計序號額定電壓N一戶內(nèi)式VW-戶外式用數(shù)字表示補充工作特性D-帶接地刀閘改進型K-快分型T統(tǒng)一設(shè)計W-防污型額定電流（A）極限通過峰值電流（KA）注：本設(shè)計選用型號為：高壓側(cè)：GW460型戶外隔離開關(guān)、額定電壓60KY低壓側(cè):GN19-10型，戶外隔離開關(guān)，額定電壓10KM7.4 互感器選擇互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表，繼電保護等二次設(shè)備獲取電氣一次回信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠娏?，大電流按比例變成低電壓和小電流，其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電

55、保護等。為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有一可靠的接地，以防繞組問絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。7.4.1 互感器的作用1）將高電壓變?yōu)榈碗妷海?00V）,大電流變?yōu)樾‰娏鳎?A）;2）使測量二次回路與二次回路高電壓和大電流實施電氣隔離，以保證測量工作人員和儀表設(shè)備的安全；3）采用互感器后可使儀表制造標準化，而不用被測量電壓高低和電流大小來設(shè)計儀表；4）取出零序電流、電壓分量供反應(yīng)接地故障的繼電保護裝置使用。7.4.2 電壓互感器選擇1）種類和型式選擇：應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點和使用條件進行選擇電壓互感器的種類和型式。在635KV屋配電裝置中，一般采用油浸式或澆注式電壓互感器。2） 一次額定電壓和二次額定電壓選擇：電壓互感器一次繞組額定電壓Un,應(yīng)根據(jù)互感器的接線方式來確定其相電壓或相間電壓；電壓互感器二次繞組額定電壓通常是供額定電壓為100V的儀表和繼電器的電壓繞組使用。3）容量和準確級選擇：根據(jù)儀表和繼電器接線要求選擇電壓互感器的接線方式，并盡可能將負荷均勻分布在各相上，然后計算各相負荷大小，按照所選儀表的準確級和容量，選擇互感器的準確級和額定容量。說明：由于互感器與電網(wǎng)并聯(lián)，